我國首次實現容忍光子損失的玻色采樣實驗
2018年06月12日01:54

  來源:科技日報

  科技日報合肥6月11日電 (記者吳長鋒)記者從中國科學技術大學獲悉,該校潘建偉教授及其合作團隊實驗研究了一種量子計算模型玻色采樣對光子損失的魯棒性,證明容忍一定數目光子損失的玻色采樣可以帶來采樣率的有效提升。該研究成果為通過玻色采樣實現量子霸權開闢了一條高效的途徑。

  在量子計算領域,能演示量子機器在特定問題上優於經典計算機的實驗,被國際學術界稱為量子霸權。2010年,麻省理工學院Aaronson等在理論上提出玻色采樣,並嚴格證明此模型是實現量子霸權的有效途徑之一。但是玻色采樣的一個實驗挑戰是光子的損耗。

  對此,潘建偉及其同事陸朝陽等首次在實驗上探索了可容忍光子損耗的玻色采樣。研究人員發展了國際上最高效率和品質的量子點單光子源,並自主研發了集成127個分束器的具有最高透過率的光量子線路。結合上海微系統與信息技術研究所尤立星團隊研製的高性能超導納米線單光子探測器(SNSPD),實驗證明,在損耗一定光子數的情況下,玻色采樣仍然保持其原來的計算複雜度。與此同時,這種新型的玻色采樣可以指數級地提升采樣速率。該研究成果表明我國繼續在光學量子計算方面保持國際領先水平,並向超越經典計算能力的量子霸權研究目標又近了一步。

  據瞭解,該成果近日以“編輯推薦文章”的形式在線發表於國際著名的《物理評論快報》上。美國物理學會網站邀請澳州量子計算和量子通信技術國家研究中心Austin Lund博士以“光子損耗不會使得量子采樣脫軌”為題,對這一研究成果作了評述。

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